AutoKOOP – Automatisierter Workflow für patientenspezifische kohlenstofffaserverstärkte orthopädische Produkte
Automatisierter Workflow zur Herstellung leichter und individualisierter medizinischer Hilfsmittel mittels kontinuierlichem Faser-3D-Druck.
Projektpartner
phoenix GmbH & Co. KG, Sanitätshaus Klein, ArtiMinds Robotics GmbH
Laufzeit
01.10.2024 – 30.09.2027
Fördergeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Motivation
Orthopädische Hilfsmittel, wie Orthesen, Prothesen und Exoskelette, helfen Menschen mit Behinderungen, indem sie Gelenke stabilisieren oder ihre Bewegungen unterstützen. Um eine maximale Wirksamkeit und einen maximalen Komfort für die Patienten zu gewährleisten, ist es notwendig, ihre spezifischen Anforderungen zu erfüllen. Herkömmliche manuelle Ferti-gungsmethoden haben jedoch oft Schwierigkeiten, die hohen Anforderungen an Individuali-sierung in Bezug auf patientenspezifische Faktoren, variable Steifigkeit, hohe Festigkeit und Leichtbauweise zu erreichen. Außerdem leiden die produzierten Teile oft unter Ineffizienz und mangelnder Standardisierung, was zu Qualitätsschwankungen führt. Im Projekt AutoKOOP zielen wir darauf ab, die Digitalisierung in die Produktion von Prothesen zu integrieren, von den Patientenanforderungen über die Finite-Elemente-Modellierung bis hin zur Fertigung, und dabei die Automatisierung der gesamten Prozesskette einzuführen. Mithilfe von Fortschritten bei der Verstärkung mit Kohlenstofffasern und der Optimierung der Topologie werden wir, die Festigkeit und Steifigkeit im Rahmen bei der additiven Fertigung präzise steuern. Dieses Projekt verspricht technologische Innovationen, von denen sowohl Patienten als auch medizinisches Fachpersonal profitieren.
Vorgehen
Im Rahmen des Projekts konzentriert sich der Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München (TUM-LCC) auf die Anwendung von Carbon Composites und die Leichtbauweise von Prothesenschäften. Die Arbeit des TUM-LCC wird sich auf die Entwicklung eines nicht-planaren additiven Fertigungsverfahrens für Endloskohlenstofffasern konzentrieren, das die Herstellung von Prothesenschäften mit optimierter Faserorientierung ermöglicht, um die Anforderungen an Tragfähigkeit und Steifigkeit zu erfüllen. Zu den drei Hauptthemen des TUM-LCC gehören die Struktursimulation und die Optimierung des Lastpfads, die Entwicklung der additiven Fertigungstechnologie für Endlosfasern und die Validierung der hergestellten Prothesenschäfte.
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projektes „AutoKOOP“, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „KMU-innovativ: Medizintechnik“ gewährt wurde (Förderkennzeichen: 13GW0735).

Ansprechpartner
Chih-Yu Chen, M.Sc.; Dipl.-Ing. Thomas Wettemann
